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"Java面试突击-V3.0"是一份针对Java程序员的实用学习资料和实战指南,由SnailClimb整理并基于其开源项目JavaGuide编撰。该文档旨在帮助考生在面试前进行有针对性的复习,特别适合于校招和社招中的求职者。版本历史表明,从2019年2月的初版(v1.0)到2019年4月的v3.0,文档经过了多次迭代,不仅修正了错误,还不断丰富和完善内容。 文档内容涵盖了广泛的Java编程知识,包括但不限于Java基础、Java Web开发、项目实战等核心知识点。它强调了面试准备的重要性,提供了清晰的结构化目录,让读者能够根据自身需求选择重点复习章节,如自我介绍技巧、可能会被问到的关键技术点、常见问题解答策略以及简历撰写建议。文档提醒读者,面试不仅仅是考察技术实力,心态和表达能力也是决定成功与否的因素。 值得注意的是,虽然文档是JavaGuide的精简版,但为了尊重原创,使用者在转发或分享时需注明文章来源和作者,这是对知识产权的尊重。此外,推荐使用电脑阅读,以便充分利用文档的目录功能,对于手机用户,推荐使用像福昕PDF阅读器这样的应用以获得更好的阅读体验。 "Java面试突击-V3.0"是一份全面且实用的备考工具,帮助求职者在面试过程中展示自己的实力,并提升自信。通过掌握这份文档,面试者可以更好地规划自己的复习路径,提升面试成功率。
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Java异常类层次结构图
在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的 Throwable类。Throwable: 有两个重要的子类:
Exception(异常) 和 Error(错误) ,二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。
Error(错误):是程序无法处理的错误,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无
关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当
JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一
般会选择线程终止。
这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual
MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和
处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错
误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。
Exception(异常):是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。
RuntimeException 异常由Java虚拟机抛出。NullPointerException(要访问的变量没有引用任何对象时,抛出该
异常)、ArithmeticException(算术运算异常,一个整数除以0时,抛出该异常)和
ArrayIndexOutOfBoundsException (下标越界异常)。
注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身可以处理,错误是无法处理。
Throwable类常用方法
public string getMessage():返回异常发生时的详细信息
public string toString():返回异常发生时的简要描述
public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法,可
以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与getMessage()返回的结果相同
public void printStackTrace():在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息
异常处理总结
try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
catch 块:用于处理try捕获到的异常。
finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句
时,finally语句块将在方法返回之前被执行。
在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:
1. 在finally语句块中发生了异常。
2. 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3. 程序所在的线程死亡。
4. 关闭CPU。
2.1.8 获取用键盘输入常用的的两种方法
方法1:通过 Scanner
方法2:通过 BufferedReader
2.1.9 接口和抽象类的区别是什么
1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现),抽象类可以
有非抽象的方法
2. 接口中的实例变量默认是 final 类型的,而抽象类中则不一定
3. 一个类可以实现多个接口,但最多只能实现一个抽象类
4. 一个类实现接口的话要实现接口的所有方法,而抽象类不一定
5. 接口不能用 new 实例化,但可以声明,但是必须引用一个实现该接口的对象 从设计层面来说,抽象是对类的抽
象,是一种模板设计,接口是行为的抽象,是一种行为的规范。
备注:在JDK8中,接口也可以定义静态方法,可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现
两个接口,接口中定义了一样的默认方法,必须重写,不然会报错。(详见
issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146)
2.2 Java 集合框架
2.2.1 Arraylist 与 LinkedList 异同
1. 是否保证线程安全: ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保证线程安全;
2. 底层数据结构: Arraylist 底层使用的是Object数组;LinkedList 底层使用的是双向链表数据结构(JDK1.6之
前为循环链表,JDK1.7取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别:); 详细可阅读JDK1.7-LinkedList
循环链表优化
Scanner input = new Scanner(System.in);
String s = input.nextLine();
input.close();
BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = input.readLine();
3. 插入和删除是否受元素位置的影响: ① ArrayList 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素
位置的影响。 比如:执行 add(E e) 方法的时候, ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种
情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话( add(int index, E element) )时
间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向
前移一位的操作。 ② LinkedList 采用链表存储,所以插入,删除元素时间复杂度不受元素位置的影响,都是
近似 O(1)而数组为近似 O(n)。
4. 是否支持快速随机访问: LinkedList 不支持高效的随机元素访问,而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通
过元素的序号快速获取元素对象(对应于 get(int index) 方法)。
5. 内存空间占用: ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间,而LinkedList的空
间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数
据)。
补充内容:RandomAccess接口
查看源码我们发现实际上 RandomAccess 接口中什么都没有定义。所以,在我看来 RandomAccess 接口不过是一个
标识罢了。标识什么? 标识实现这个接口的类具有随机访问功能。
在binarySearch()方法中,它要判断传入的list 是否RamdomAccess的实例,如果是,调用
indexedBinarySearch()方法,如果不是,那么调用iteratorBinarySearch()方法
ArrayList 实现了 RandomAccess 接口, 而 LinkedList 没有实现。为什么呢?我觉得还是和底层数据结构有关!
ArrayList 底层是数组,而 LinkedList 底层是链表。数组天然支持随机访问,时间复杂度为 O(1),所以称为快速随
机访问。链表需要遍历到特定位置才能访问特定位置的元素,时间复杂度为 O(n),所以不支持快速随机访问。,
ArrayList 实现了 RandomAccess 接口,就表明了他具有快速随机访问功能。 RandomAccess 接口只是标识,并不
是说 ArrayList 实现 RandomAccess 接口才具有快速随机访问功能的!
下面再总结一下 list 的遍历方式选择:
实现了RandomAccess接口的list,优先选择普通for循环 ,其次foreach,
未实现RandomAccess接口的list, 优先选择iterator遍历(foreach遍历底层也是通过iterator实现的),大
size的数据,千万不要使用普通for循环
补充:数据结构基础之双向链表
双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,从
双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表,如
下图所示,同时下图也是LinkedList 底层使用的是双向循环链表数据结构。
public interface RandomAccess {
}
public static <T>
int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {
if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)
return Collections.indexedBinarySearch(list, key);
else
return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);
}
2.2.2 ArrayList 与 Vector 区别
Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要
在同步操作上耗费大量的时间。
Arraylist不是同步的,所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。
2.2.3 HashMap的底层实现
JDK1.8之前
JDK1.8 之前 HashMap 底层是 数组和链表 结合在一起使用也就是 链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经
过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过
(n
-
1) & hash
判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的
长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的
话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。
所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的
hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。
JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:
JDK 1.8 的 hash方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。
对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码.
相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ,JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点,因为毕竟扰动了 4 次。
所谓 “拉链法” 就是:将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组,数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希
冲突,则将冲突的值加到链表中即可。
static final int hash(Object key) {
int h;
// key.hashCode():返回散列值也就是hashcode
// ^ :按位异或
// >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).
h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
}
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deepboat
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